1、计算机软件技术基础,高 路,2,地位、作用及任务,本课程是电子专业的一门选修课，主要讲授计算机软件的基本概念、方法及实用技术。通过本课程的学习，理解有关数据结构、操作系统、数据库和软件工程的基本概念与原理，熟悉一些相关算法，初步掌握软件开发的实用技术和方法。,数据结构与算法 （第1，2，3章） 2. 操作系统简单介绍 （第4章） 3. 数据库技术（第5章） 4. 软件工程的思想及应用 （第7章） ,本课程计划讲授的内容,4,先修课,复习C语言中关于指针和结构体的部分 参考书： C语言程序设计第二版清华大学出版社，谭浩强 第10章：指针 第11章：结构体与共用体,5,课时安排,课程安排：讲授：5
2、2课时上机：20课时共计：72课时,6,参考书目,教材：徐士良,计算机软件技术基础,清华大学出版社 谭浩强等,C语言程序设计,清华大学出版社 严蔚敏 吴伟民,数据结构,清华大学出版社 冯玉才,数据库系统基础,华中工学院出版社 颜彬,计算机操作系统,西安电子科技大学出版社,7,学习建议,讲义讲授的内容为必须掌握的内容 参考书目为自学内容 教、学互动 多思考，多练习,8,要求,出勤作业(抄题)：20 上机操作上机报告：10 考试：70 答疑时间地点：电气系508，周一下午,9,强调,关于取消考试资格： 一学期内该门课程无故缺课累计达到或超过该门课程教学时数的三分之一，或没有完成开课学院已明确宣布的
3、出勤要求的； 完成平时作业未达到规定作业量的三分之二的。 学生不具备期末考核资格的，相应课程的考核成绩记为零分、不及格或不合格，且不得参加该门课程的补考。,第一章 预备知识,1.1 集合1.2 算法,1.1 集合,1.1.1 集合及其基本运算 1.1.2 自然数集与数学归纳法 1.1.3 笛卡尔积 1.1.4 二元关系,1.1.1 集合及其运算,1 基本概念集合是指若干个或无穷多个具有相同属性的元（元素）的集体用大写字母表示集合，用小写字母表示集合中某个元素,1.1.1 集合及其运算,集合的表示方法（1）列举法A=1，2，3Z=0，1，2，（2）性质叙述法A=a|0a4 的所有整数Z=b|b为
4、非负整数,有限集,无限集,1.1.1 集合及其运算,集合的基本运算(1) 两个集合的并（union） MN(2) 两个集合的交（intersection） MN(3)两个集合的差（difference） MN MN |M但不属于N ,1.1.1 集合及其运算,集合的基本性质1）结合律 (AB)C=A(BC)(AB)C=A(BC) 2）分配律 A(CB) = (AB)(AC)A(CB) = (AB)(AC) 3）(AB)(BA)=(AB) (AB) 4) B (AB)=(AB)(AB)A,1.1.1 集合及其运算,映射设A和B是两个非空集 定义1.1 如果根据一定的法则f，对于每一个xA，在B中
5、都有唯一确定的元素y与之对应，则称f是定义在A上而在B中取值的映射，记作f:AB，并将x与y的关系记作y=f(x),x称为自变元，y称为在f作用下x的像。集合A称为f的定义域，f(A)=f(x)|x A称为f的值域,1.1.1 集合及其运算,定义1.2 设给定映射f:AB，且B=f(A)。如果对于每个yB，仅有唯一的xA使f(x)=y，则称f有逆映射f-1。当映射f:Af(A)有逆映射时，则称f是一一映射。定义1.3 若A、B两集合有一一映射f存在，使f(A)=B，则称A与B一一对应。如果集合A与B为一一对应，则称它们互相对等，并记作AB。当两个集合相等时，称它们有相等的浓度（或相等的元素个数
6、）,1.1.1 集合及其运算,集合的对等满足下列性质（1）自反性 AA（2）对称性 若AB，则BA（3）传递性 若AB且BC，则AC,1.1.2 自然数集与数学归纳法,自然数集由所有自然数所组成的集合 1，2，3， 称为自然数集。自然数集是一个无限集。由自然数组成的集合均是自然数集的子集。 自然数集的子集可以是有限集，也可以是无限集,1.1.2 自然数集与数学归纳法,与自然数集对等（即具有相等浓度）的集合称为可列集（或可数集）。任一可列集中的元素排列时可标以正整数下标，即任意可列集均可写成,1.1.2 自然数集与数学归纳法,定理： 在自然数集的任一非空子集M中，必定有一个最小数。即在集合M中有
7、不大于其它任意数的数。,1.1.2 自然数集与数学归纳法,定理： 设M是由自然数形成的集合，如果它含有 1，2，k，并且当它含有数 n1，n2，nk（nk）时，也含有 数n，那么它含有所有的自然数，即M是自然 数集。,1.1.2 自然数集与数学归纳法,为了证明一个命题对于所有的自然数是真， 采用数学归纳法证明的步骤如下： (1) 证明命题对于自然数1，2，k是真的； (2) 假设命题对于自然数nk，nk1，n1（nk） 是真的（这一步称为归纳假设）； (3) 证明命题对于自然数n也是真的。,1.1.3 笛卡尔积,1.1.3 笛卡尔积,1.1.3 笛卡尔积,1.2 算法,1.2.1 算法的基本概
8、念 1.2.2 算法设计基本方法 1.2.3 算法的复杂度分析,1.2.1 算法的基本概念,算法：对解题方案准确而完整的描述。 算法与程序的区别：算法是一种解决问题的方案程序则是具体的语言实现 算法可解的：在有限的存储空间内运行有限长的时间而得到正确的结果,算法的基本特征： 能行性。 算法中的每一个步骤必须能够实现。 算法执行的结果要能够达到预期的目的。 确定性。 不可以模棱两可，不可以有多义性。,1.2.1 算法的基本概念,有穷性。 必须在有限的时间内做完 拥有足够的情报。算法：是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。（狭义）,1.2
9、.1 算法的基本概念,1.2.2 算法设计基本方法,1. 列举法根据提出的问题，列举所有可能的情况，并用问题中给定的条件检验哪些是需要的，哪些是不需要的。列举法常用于解决“是否存在”或“有多少种可能”等类型的问题，例如求解不定方程的问题。,2. 归纳法通过列举少量的特殊情况，经过分析，最后找出一般的关系。3. 递推从已知的初始条件出发，逐次推出所要求的各中间结果和最后结果。,1.2.2 算法设计基本方法,4. 递归将一个复杂的问题归结为若干个较简单的问题，然后将这些较简单的每一个问题再归结为更简单的问题，这个过程可以一直做下去，直到最简单的问题为止。,1.2.2 算法设计基本方法,5. 减半递
10、推技术所谓“减半”，是指将问题的规模减半，而问题的性质不变。所谓“递推”，是指重复“减半”的过程。 6. 回溯法通过对问题的分析，找出一个解决问题的线索，然后沿着这个线索逐步试探，对于每一步的试探，若试探成功，就得到问题的解，若试探失败，就逐步回退，换别的路线再进行试探。,1.2.2 算法设计基本方法,1. 算法的时间复杂度指执行算法所需要的计算工作量 算法的工作量f(n),1.2.3 算法的复杂度分析,1) 平均性态(Average Behavior),2) 最坏情况复杂性 (WorstCase Complexity),1.2.3 算法的复杂度分析,2. 算法的空间复杂度执行算法所需要的内存空间。,1.2.3 算法的复杂度分析,总结,算法的概念 算法时间复杂度 算法空间复杂度,
